幻数家族迎来新成员 “34”终获证实

幻数家族迎来新成员!中国香港大学、日本理化研究所(RIKEN)和法国原委会(CEA)科学家携手开展的新研究首次证明,34是中子的幻数,这意味着拥有34个中子的原子核更稳定。

原子核由质子和中子构成,在质子数或中子数为特定数值时,原子核的稳定性就大于平均值,这些数值即“幻数”。幻数家族迄今已有成员2、8、20、28、50、82、126等。现在,该研究小组利用RIKEN仁科加速器中心的“放射性同位素束工厂”(RIBF)对钙54进行研究证明,34是中子的新幻数。

早在2013年,同样在RIBF上对钙54进行的初步测试已经表明34应该是幻数,但当时证据并不充分,最新研究终于盖棺论定。

据物理学家组织网近日报道,在最新实验中,陈斯东(音译)团队通过煞费苦心地逐个敲除中子,直接测量出填满钙54的原子核所需要的中子数为34。

为做到这一点,该研究小组使用一束速度约为光速60%的钙离子束流,并通过BigRIPS同位素分离器对其进行选择和识别,让该束流撞进厚厚的液态氢(质子)内,然后将其冷却至零下253摄氏度,通过它们撞击质子时中子被敲除的截面推断出该同位素详细的壳结构。

仁科加速器中心的彼得·多能巴勒说:“这是我们首次定量证明所有中子壳完全充满钙54,34确是一个好幻数。”

陈斯东指出:“34仅适用于非常有限的原子核区,接下来我们将重点研究该区域。此外,富含更多中子的系统(如钙60),可能还有其他幻数。RIBF目前无法对此进行详细研究,但我们相信,由于其功能不断增强,在可预见的将来,它能胜任这一工作。”